时间:2022-06-18 04:38:07
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【关键词】电厂,分散控制系统,抗干扰措施,探讨
中图分类号:TM6文献标识码:A 文章编号:
一、前言
分散控制系统综合运用计算机技术,通信技术,和自动化控制系统等多种先进技术系统,让这个系统的通信网络遍布各生产基地的监控站,监测站,并以通信网络将操作管理站和相关需要集中操作的地区连接起来,实施集中管理,统一操作。分散控制系统很早便在我国的火力发电厂得到了推广运用,并取得了辉煌的发展成果。到目前为止,我国的大部分火力发电厂都已经采取这种控制系统,分散控制系统日渐成为整个控制中心的中枢,对保证整个电网的正常运行,保持电力的稳定安全,有着十分重要的地位和作用。虽然,分散控制系统具有很强的环境适应性,但是,在整个系统中,来自各处的线缆都会和系统相连,各种外部干扰很容易以电源或者是各种线缆为媒介侵入,加剧干扰的负面作用。在现阶段的分散控制系统生产使用中,电厂分散控制系统内部使用了很多电子产品或者电子元器件,电磁干扰显得更为严重。因此,要综合考虑到多种因素,加强电厂分散控制系统抗干扰措施的研究。
二.电厂分散控制系统干扰来源分析
探究各种干扰的来源对于分散控制系统抗干扰措施研究有着十分重要的意义。从总体而言,电厂分散控制系统的干扰源主要来自内部和外部,内部干扰和外部干扰组成了影响整个系统正常工作的干扰来源。
1. 系统内部干扰
系统内部干扰主要是因为分散控制系统内部装置的各种电子设施或者是电子元器件的应用而产生,主要包括过渡干扰和固定干扰,当电路在动态工作时候,引发的干扰便是过渡干扰,当接触面上的电导率具有很大差异或者不一致时候,会产生接触干扰,此种干扰类型称为固定干扰。
2.系统外部干扰
系统外部的干扰主要是设备在使用过程中受到外部环境和使用条件的影响而产生的干扰因素,这种干扰和分散控制系统的各种元件没有直接联系。系统外部干扰主要有以下几种。
(一)从电源线传导来的电磁干扰
在电厂中,分散控制系统在 用电母线处安装有各种动力设备,风机,凝结水泵等。由于这些设备的功率很大,运转时候会产生交变磁场,产生电磁干扰,开关设备时候,会让电压波动,产生低频干扰。
(二)从信号线、控制线传导来的干扰
电厂的分散控制系统有着各种接线,这些接线也是各种外部干扰进入的路线来源。一是通过现场变送器供电电源或共用仪表的供电电源串入的干扰;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰。当发生信号干扰时候,会大大降低测量的精度,甚至损坏各种元器件,或造成逻辑数据的变化和系统设备的误动或是死机。
(三)接地系统混乱时引起的干扰
接地系统在产生电磁干扰,抑制电磁干扰方面都有着十分重要的作用。一方面,不合理的接地,会产生严重的干扰信号,让电厂的分散控制系统难以正常运转。正确的接地可以防止电磁干扰,同时也可以减少设备向外发出干扰信号的频率。因此,分散控制系统的接地是一把双刃剑。在干扰来源中,如果接地系统混乱,比如每个接地点的电位分布不平衡,各个接地点电位分布不均,机械设备间接地电位差距很大,地环路电流情况严重,系统干扰严重,使得整个电厂的分散控制系统难以正常运转。
三.电厂分散控制系统抗干扰措施探究
电厂分散控制系统在整个电厂运作中处于核心地位,要保障其正常工作,必须做好内部外部的抗干扰措施。从多年实践经验总结得出,要坚持从抗干扰措施开始,本着控制干扰源,切断或弱化电磁干扰的路径,优化系统装置,提高系统自身抗干扰能力等三方面的原则,科学是设计,使用高质量的设备和元器件,规范安装,并做好各种维护措施,保证整个电厂分散控制系统的稳定性和兼容性,保证整个系统的正常运行。将从以下几个方面做出探究。
1.科学合理选择系统设备
(一)电厂分散控制系统的设备选择在抗干扰中有着十分重要的作用。选择抗干扰性能较好的设备产品,保证含电磁兼容性。比如采用浮地技术加强抗外部干扰的能力,使用隔离性能较好的电厂分散控制系统,要选择耐压能力较强的系统设备,使得电厂分散控制系统可以再电场强度高,频场较高的环境中正常工作。
(二)做好电缆的选择
电厂的电缆选择是电厂分散控制系统抗干扰措施的重要环节。要保证强、弱信号不应使用同一根电缆,信号电缆应尽可能避开电力电缆,避免与电力电缆平行布设。在传输距离较小时,可以选用单根导线或一般控制电缆传输,在传输距离较大时,宜选用总屏控制电缆或对绞|总屏计算机电缆;模拟量信号在现场传输中应选用屏蔽电缆,对于信号精度要求较高的场合,可选用对绞分屏计算机电缆或对绞总屏计算机电缆。
2.做好隔离措施
(一)电厂分散控制系统设备的隔离
在电厂分散控制系统抗干扰措施中,要本着电气设备电缆用量最短原则,要将电厂分散控制系统的硬件设备安装在主厂房之间,设备间内部要采用防静电活动地板,要使用钢筋作为接地引线,做好接地工作,要把强电设备或者电路设计安装在远离硬件设备安装间,以便隔离电磁干扰。
(二)电厂分散控制系统电源的隔离
为保证分散控制系统的可靠运行,要使用交流电稳压器对分散控制系统的电源进行稳压。由于未屏蔽的电源变压器之间耦合电容大,共模干扰很强,因此,要在电源变压器的初次级之间设置屏蔽层,来减少变压器初次级之间的干扰,隔离变压器可以切断变压器两端的低频共模电流。但有时隔离变压器初次级之间的寄生电容仍能够为频率较高的共模电流提供通路,因此隔离变压器的屏蔽层必须良好接地。
3.科学合理的接地
在电厂的分散控制系统中,合理科学的接地是整个系统网络畅通的保证,是整个系统稳定运转的基础。混乱的接地会产生强大的干扰,严重影响到设备的工作。因此,在进行分散控制系统抗干扰措施时候,必须综合多种因素,科学合理的做好接地措施。
(一)采用统一的接地网
系统中的交流工作地、直流工作地、屏蔽地、安全保护地之间应保持严格的绝缘,在总汇集板汇合后再用一根接地电缆接到接地网上。所有接地点应与接地网牢固连接,且应尽量减少接地点与接地网的距离,但要满足接地电阻的要求。
(二)信号线采用屏蔽电缆,并且合理接地
信号线的屏蔽层接地必须保证单点接地,避免多点接地。信号源接地时,屏蔽层应在信号源侧接地;信号源不接地时,屏蔽层应在系统侧接地,这时就应将屏蔽层接地点改在信号源侧接地。如果信号源端系统侧都要求接地,则对信号必须采用变压器隔离或光电隔离等措施,并且屏蔽层应在信号源侧接地。信号电缆中间有接头时,在接头处的屏蔽层要妥善连接,并将屏蔽层的部分用绝缘带包好。
四.结束语
电厂的分散控制系统的抗干扰是一项比较复杂的工程,在设计施工过程中,要针对具体的干扰来源,采取合理有效的措施,对整个系统抗干扰要采用内外干扰相结合的考虑方法,从设备抗干扰性能,线路的敷设,接地等各个方面做出抗干扰措施,保证整个电厂分散控制系统的稳定和安全。
参考文献:
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【关键词】CDMA系统;多用户检测;圆阵天线
1.引言
码分多址(code division multiple acce-ss,CDMA)系统作为一个自干扰系统,它存在的多址干扰(Multiple Access Inter-ference,MAI)是限制CDMA系统容量和性能的主要因素。在抗MAI方面,近年的研究主要提出了多用户检测、扩频码设计和智能天线技术[1]。其中多用户检测和智能天线技术在对抗MAI方面效果较突出[2]。然而现有的多用户检测只在消除小区内干扰方面取得了较好的效果,而小区间的干扰问题没有解决,智能天线技术很好的解决了这一问题。因此,本文主要探讨基于智能天线与多用户检测技术的联合抗干扰技术。
2.联合抗干扰模型
智能天线分为圆阵和线阵两大类。圆阵与线阵相比,能提供俯仰角的估计,不仅能在水平面内全向扫描,也能产生最大值指向阵面法线方向的单波束方向图进行全向波束赋形,直接对准用户的接收端,还能通过自动调整各个阵元的加权因子,来控制其方向图。故论文以圆阵天线作为接收端的接收天线,以消除小区间干扰。
圆阵天线的阵因子为:
(1)
其中,An为激励电流的幅值,在此为一定值,所以讨论阵因子时它不作考虑。
是第n个单元的角位置,an为激励电流的相位,为了方便下面的讨论,这里我们假设an=0。
则由式(1)得:
(2)
(3)
式中:
,
天线的阵因子为:,,wi为各天线单元加权值。
阵列天线实质上是一个空域滤波器,但对小区内存在的干扰并无明显改善。因此,论文同时引入能有效消除小区内干扰的多用户检测技术。
为了与圆阵天线合理匹配,减小系统复杂度并减小背景噪声,我们选择了多用户检测中的线性变换方式的最小均方误差检测(MMSE)。
其基本思想是使第k个用户发送的信号与估计值的均误方差值最小。为了使接收端信号的判决比特与发送端传输比特bk之间的均方误差最小,现定义第k个用户的线性变换函数wk,满足:
(4)
令,K*K阶的矩阵表示K个用户之间的线性变换矩阵,则MMSE准则下的线性检测问题转换为:
(5)
要求矩阵W以满足上式,则令:
可以解得最小均误方差准则下的线性变换矩阵:
(6)
因此,MMSE线性检测器后的判决输出为:
(7)
3.仿真
利用Matlab进行仿真。联合抗干扰模型分为圆环阵列天线与MMSE检测两个部分。首先,在不考虑系统中所有用户的地理位置分布情况下,选择采用圆阵天线作为接收天线和不采用两种设置,设载波波长为,阵元间距d为载波波长的二分之一,即。圆环阵列天线的阵元数设为8,方位角为(-90o,90o),仰角为(0o,90o)。两种设置在天线接收信号后都采用MMSE最小均方误差法对输出信号进行判决。结果如图1所示。
由图1可知,只有MMSE检测的CDMA系统,信噪比从0dB达到8dB的这一过程中,误码率性能有所改善,但不明显。而引合抗干扰的CDMA系统,误码率性能已经大大下降,达到一个数量级以上。
图1 联合抗干扰引入前后CDMA系统误码率
和信噪比关系图
4.结论
论文论述了基于圆阵天线与MMSE检测的联合抗干扰技术。提出了使用八阵元圆环阵列天线作为接收天线,以MMSE检测作为检测算法的联合抗干扰模型。实验结果表明,引合抗干扰后,系统的误码率性能明显改善,系统容量从而得到了提升。
参考文献
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关键词:小位移测量仪 测杆运动 自动控制 抗干扰
中图分类号:TH741 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(b)-0007-02
随着现代传感技术和微纳米测量技术的迅速发展和广泛应用,国内外对小量程高精度位移测量仪器的研究与设计越来越多。现在市场上的该类仪器大都价格昂贵且和具体应用领域不相适应,所以笔者自主研发了一台用于测量微小零件尺寸和升降台位移的小位移测量仪,其量程为10 mm。采用的位移传感器为长光栅,其分辨率为10 mm。
小位移测量仪的测量过程可以分解为两个子过程:测杆运动过程和测量数据读取并处理过程。测杆运动的目的之一是使测杆能够平稳可靠地和各种不同的被测对象接触以实现对该被测对象竖向位置信息的读取;另一个目的则是通过测杆运动实现多次测量多次读数,以便通过对多个测量数据求平均值来消除随机误差对测量结果的影响。
1 测杆运动控制方法研究
1.1 测杆驱动方法
测杆的运动需要在驱动机构的作用下才能实现,小位移测量仪的驱动机构主要是直流电机和电磁离合器,如图1所示。对测杆升降的控制可通过控制电磁离合器来实现。
将电磁离合器的电源接通会使电磁离合器吸合,向上的驱动力作用在测杆上便可将测杆提升;当测杆需要下降时,将电磁离合器的电源断开会使电磁离合器断开,这时驱动力消失,测杆便可在自身重力的作用下降落。
控制电磁离合器电源的通断有两种方法:一种是通过连接在电源线上的按钮开关进行手动控制;另一种是使用处理器芯片通过编程实现自动控制。
手动控制需要操作者亲临仪器旁并在测杆运动的过程中实时观察自主判断何时接通或断开离合器电源,这种方法不方便操作,是落后的不被提倡的。
采用自动控制后,测杆运动控制完全由电路和软件实现,这样就减小了操作者的工作强度,也避免了由于操作者的误判断和误操作而导致的测量流程紊乱及测量结果错误。所以本论文采用自动控制的方法来控制测杆升降。
由于电磁离合器属于大功率器件,所以处理器对电磁离合器的控制需要借助继电器来实现。这样,测杆运动控制的控制链为:处理器引脚输出的控制信号输入继电器的控制端,继电器的两个触点接入电磁离合器的电源线路,继电器触点的通断决定了电磁离合器电源线的通断。
1.2 监测测杆上升高度的控制方法
本论文在控制测杆升降运动时采用了一种监测测杆上升高度的控制方法。
具体来说,就是在测杆上升阶段采用某种位置传感器对测杆的上升高度进行监测,当测杆上升到预定高度时位置传感器的输出信号会发生跳变,处理器感知到该信号跳变后就采取控制措施将测杆降落。
处理器会在测杆降落并和被测件表面稳定接触后从光栅信号处理板中读取测量数据。测杆降落的耗时是确定的,由实验知从测杆开始降落时刻算起的8 min之后测杆必定会与被测件稳定接触,所以在测杆开始降落之时开启了一个定时时间为八秒的定时器,处理器会在八秒定时时间到时进行测量数据的读取、保存与处理。
监测测杆上升高度的控制方法中提到的位置传感器可以是很多种传感器,鉴于光电开关(即红外反射式传感器)具有非接触触发且便于安装的优点,本论文选用光电开关作为位置传感器。
处理器对光电开关输出的跳变信号的检测是通过中断机制中的“外部中断”实现的,光电开关信号作为外部中断源输入处理器的外部中断引脚。当处理器检测到外部中断输入信号产生了下降沿跳变时,就会认为光电开关发出了中断请求,从而在外部中断的中断处理函数中将测杆降落。
2 大功率器件抗干扰方法研究
2.1 干扰的产生及其影响
分析1.1节所论述的控制链可以发现:电磁离合器和处理器之间存在间接的联系,大功率器件电磁离合器可能会对处理器产生干扰。
实际情况确实是这样,电磁离合器在工作时会将干扰信号通过连接线路耦合进处理器电路板中。这种干扰信号一般在电磁离合器进行电源切换和状态跳变时产生,用示波器对其进行观察,发现这种干扰信号是电压幅值大持续时间短的瞬间剧烈脉冲。
实验发现,干扰信号耦合进处理器电路板后,主要是对处理器中的“外部中断”部分产生不利影响,使处理器产生对外部中断输入信号的误判断和误触发。表1为大功率器件产生干扰的分析。
在正常情况下,输入外部中断引脚的跳变信号是由光电开关产生的,但是在表现为瞬间剧烈脉冲的干扰信号耦合进处理器电路板之后,输入外部中断引脚的跳变信号则有可能是干扰信号。当处理器检测到并响应了实际为干扰信号的外部中断信号时,就会发生测杆升降错误。
2.2 硬件抗干扰措施
本论文使用的处理器STM32F103ZET6是产品系列中最强大的,其抗干扰能力也比一般的处理器好很多。实验发现若选用51内核单片机STC12C5A60S2作为处理器,电磁离合器产生的干扰则可能会使处理器重启或者死机。所以通过更换处理器来消除干扰信号影响的方法是不可行的。
在干扰信号的耦合通道中进行信号隔离是抗干扰的一种主要方法,所以本论文在处理器的引脚和继电器的控制端之间加入了光电耦合器6N137。光电耦合器的输入级和输出级使用完全不同的两个电源供电,输入级的地线和输出级的地线亦相互独立,起到了对处理器电路和继电器电路进行信号隔离的作用。
大幅度延长干扰信号的耦合线路,使干扰信号在电线中发生损耗是抗干扰的另一种方法,所以本论文在处理器的引脚和光电耦合器的输入端之间以及继电器的触点和电磁离合器之间配置了超过15 m的电线。
另外,本论文还采用了对处理器电路板正反面覆铜的抗干扰方法。
实验证明,以上三种硬件抗干扰措施在很大程度上抑制了干扰,但是干扰并没有完全消除,在偶尔几次电磁离合器进行电源状态切换时处理器仍会产生中断误触发。
为了完全消除干扰的影响,本论文在采用以上硬件抗干扰措施的同时,设计了一种通过软件来抗干扰的方法。
2.3 软件抗干扰方法的实现
由于电磁离合器进行电源切换和状态跳变的时刻是可知的,即产生干扰的时间点是固定的,所以可以采用在产生干扰的时间点上不去检测外部中断信号的方法来避免“外部中断”扰信号所触发。具体来说就是在干扰产生时间点所在的一段时间内通过编程将外部中断检测功能关闭(即关中断)。这种通过在测杆升降过程中选择合适的时刻关中断和开中断来抗干扰的思路就是软件抗干扰方法的实现思路。
具有软件抗干扰功能的测杆运动控制流程图如图2所示。对该流程图和1.2节所论述的监测测杆上升高度的控制方法进行比较后可以发现:新方法中加入了一个定时时间为两秒的定时器。这两秒是从测杆开始提升的瞬间干扰发生到开启外部中断的时间间隔。也就是说在此干扰发生时刻之后的两秒内,外部中断是关闭的。
而在此干扰发生时刻之前的一段时间内,外部中断也是关闭的。具体来说,这一段时间是指从仪器开机到此干扰第一次发生时刻之间的时间段,以及上次测杆开始降落时刻到此干扰发生时刻之间的时间段。
可见,在测杆开始提升瞬间干扰发生时刻所在的前后一段时间内,外部中断是关闭的。
而由于在测杆提升到预定高度时处理器先关闭外部中断再降落测杆,所以在测杆开始降落瞬间干扰发生时外部中断也已经关闭。
所以在测杆整个运动过程中的干扰产生时间点上外部中断检测功能都是关闭的,这就避免了处理器检测并响应实际为干扰信号的外部中断信号。
3 结语
在小位移测量仪测杆升降运动过程中,通过采用硬件抗干扰措施和软件抗干扰方法,完全消除了大功率器件由于线路耦合而对处理器产生的信号干扰,保证了测杆自动升降过程的正常进行。该方法对含有大功率执行器的自动控制系统具有普遍适用性。
关键词:单片机;串行通信;总线;计算机;接口
随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用,论文工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛.单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣,单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题,这就需要进一步修改和完善.因此,有必要设计一套单片机综合实验系统,根据工业现场反馈的各种问题,随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析,解决工程实际问题.本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能.
1系统组成及工作原理
综合实验系统主要由以下几部分组成:89C51单片机及其仿真系统,温度、压力等模拟量传感器及其接口电路,A/D转换模块,数据存储模块,按键控制模块,日历时钟模块,看门狗电路模块,FP—GA模块,液晶显示模块,通信模块及上位计算机,其组成框图如图1所示.系统采用89C51单片机作为主控芯片,A/D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号;外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间;按键控制模块向CPU传回键值,用来设置和调节系统参数;日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间,而且为系统提供掉电保护功能;看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能,一旦系统出现故障或程序跑飞,它就可以在超时周期之后使CPU复位,提高系统的整体可靠性和抗干扰能力.FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列,通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用;LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形,主要用来显示采集到的数据、系统时间等;兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口,可以与上位计算机进行远(约1200m)近(约15m)距离的数据通信[1];上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件,按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理,同时发送控制参数,对被测对象的温度、压力等进行控制和调节.
2系统硬件设计
2.1单片机仿真系统
单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的),也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能.仿真机一般都具有单片机的基本功能部件,如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等;具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2].
监控程序放置在仿真机内,要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头,毕业论文更换不同的仿真头和CPU,该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机,该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序.通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作,只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片,编程方便且节省时间.
2.2传感器的选择及信号变送电路的设计
传感器作为系统的感知器件,直接影响着系统的精度和稳定性.本实验系统中,温度传感器选用精度高,线性度好,使用方便的LM335传感器;压力传感器选用标准应变式压力传感器,它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点.传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法,设计了温度、压力等专门接口电路,直接与上述各种传感器相连.由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱,需对这些模拟信号进行放大,同时为了确保信号不失真,选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07,其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大,它输出的模拟信号经10位A/D转换器TLC1543转换成数字信号后,送人89C51进行处理.
2.3通信模块的设计
计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平,该实验系统上既有RS232接El,又有RS485接口,可以通过RS232总线进行点对点通信,也可以通过RS485总线进行多机通信_3],RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统,总体布局如图2所示.所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信,通过RS232接口即可;若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信,则必须将RS232电平转换为RS485电平后,才可将实验系统挂接在RS485总线上.RS232-RS485电平转换原理如图3所示,通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收/发,由于RS485总线上只能进行半双工通信,所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外,还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE),在PC与RS232相连的这一侧,通过PC的请求发送(RTS)来控制.
2.4串行总线I*2C
I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4].它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个IC器件与微处理器之问的数据交换.该实验系统采用具有IC总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563,由于单片机89C51自身没有IC总线接口,所以采用软件合成IC总线与它们相接.
IC串行总线与并行总线的最大区别在于:并行总线有地址总线,CPU通过地址总线访问从器件;而IC总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息,所以占用CPU的口线大大减少[5].随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化,IC串行总线正在逐步取代传统的并行总线..5抗干扰设计
工业监控现场工作环境一般较差,干扰较严重,为了保证系统可靠工作,必须解决抗干扰问题.针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等,采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计.硬件抗干扰设计主要包括:对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等;软件抗干扰设计主要包括:软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等.
对于数据输入通道的干扰,采用软硬件结合的方法进行滤波.当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时,硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路,再经A/D变换成二进制数字量后,进行数字滤波.因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰,而对低频干扰的滤波效果却较差;而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力.
在控制强电设备的开关量输出通道中,为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统,采用了光电隔离技术.因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰,可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统,达到电气隔离的效果.
3系统软件设计
系统软件包括单片机软件和PC机软件.单片机软件采用模块化结构,利用MCS一51汇编语言编写.根据要实现的功能,该软件由主程序以及数据采集、A/D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D/A转换、数码管显示等程序模块组成.下面以加热炉的炉温控制为例,给出系统程序流程图如图4所示.
PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等.PC机软件采用VisualBasic6.0编写,医学论文PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信,此外,PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等,并对不同情况下得到的数据进行对比分析,总结出变化规律.
4实验结果与分析
为了测试该系统的实时性,将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统,单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位),波特率2400bps,一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A/D转换结果是10位)的格式,如表1所示.5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时,理论上连续发送速率为2400/(10*5*5)===9.6次/s.经过测试发现,计算机在120ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据,实际发送速率约为8次/s,这是因为有状态转换和等待时间;为了测试系统的可靠性和稳定性,将调试好的程序写入单片机芯片,使系统连续运行,120h后观察系统仍然在按设定的流程工作,没有出现死机现象.该系统经过多次改进和实验验证后,据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用,结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外),测量随机误差为±0.01℃,控制结果满
足了实际要求.
5结论
该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置,而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题.实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析,节约资源,降低成本;实验数据正确率高,通信实时性强,系统工作可靠;单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强,易于扩充,其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统,具有很大的实用价值.
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[3]高红红.矿区专用铁路调度监督系统的研制[J].现代电子技术,2005,21:84.GAOHong-hong.ResearchandDevelopmentofDis—patchandSupervisionSystemofMineRailway[J].ModernElectronicsTechnique,2005,21:84.(inChinese)
单片机的特点主要有:高集成度,体积小,高可靠性;控制功能强;低电压,低功耗,便于生产便携式产品;易扩展;优异的性能价格比。目前,单片机的应用领域主要包括:办公自动化设备;单片机在机电一体化中的应用;在实时过程控制中的应用;单片机在日常生活及家用电器领域的应用;在各类仪器仪表中引入单片机,使仪器仪表智能化,提高测试的自动化程度和精度,简化仪器仪表的硬件结构,提高其性能价格比;在计算机网络和通信领域中的应用;商业营销设备;单片机在医用设备领域中的应用;汽车电子产品;航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域,单片机的应用更是不言而喻。
二、单片机开发中的几个基本技巧
在单片机应用开发中,代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。
1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug,应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数:这些参数主要是系统的输入参数,它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数:这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源,如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数:这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数:指系统运行中的有序变化的参数。
2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时,要达到最高的效率,最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数,这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候,使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异,故编译效率也会有所不同,优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20%。对于复杂而开发时间紧的项目时,可以采用C语言,但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉,特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言,但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的,特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解,那么调试起来问题就会很多,反而导致执行效率低于汇编语言。
3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径,但往往很难做到,所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时,软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位;至于程序跑飞,其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态;所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器,可以用来判断复位原因;另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时,通过判断这些标志,可以判断出不同的复位原因;还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性,用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。
4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成,对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法,但是有一些是必须测试的:测试单片机软件功能的完善性;上电、掉电测试;老化测试;ESD和EFT等测试。有时候,我们还可以模拟人为使用中,可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口,由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作,由此测试抗电磁干扰能力等。
综上所述,单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面,单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧,提高效率,以便于发挥它更加广阔的用途。
参考文献:
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1990
[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京:高等教育出版社,1992
[3]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社,1996
单片机的特点主要有:高集成度,体积小,高可靠性;控制功能强;低电压,低功耗,便于生产便携式产品;易扩展;优异的性能价格比。目前,单片机的应用领域主要包括:办公自动化设备;单片机在机电一体化中的应用;在实时过程控制中的应用;单片机在日常生活及家用电器领域的应用;在各类仪器仪表中引入单片机,使仪器仪表智能化,提高测试的自动化程度和精度,简化仪器仪表的硬件结构,提高其性能价格比;在计算机网络和通信领域中的应用;商业营销设备;单片机在医用设备领域中的应用;汽车电子产品;航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域,单片机的应用更是不言而喻。
二、单片机开发中的几个基本技巧
在单片机应用开发中,代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。
1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug,应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数:这些参数主要是系统的输入参数,它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数:这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源,如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数:这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数:指系统运行中的有序变化的参数。
2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时,要达到最高的效率,最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数,这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候,使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异,故编译效率也会有所不同,优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20%。对于复杂而开发时间紧的项目时,可以采用C语言,但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉,特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言,但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的,特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解,那么调试起来问题就会很多,反而导致执行效率低于汇编语言。
3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径,但往往很难做到,所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时,软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位;至于程序跑飞,其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态;所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器,可以用来判断复位原因;另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时,通过判断这些标志,可以判断出不同的复位原因;还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性,用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。
4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成,对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法,但是有一些是必须测试的:测试单片机软件功能的完善性;上电、掉电测试;老化测试;ESD和EFT等测试。有时候,我们还可以模拟人为使用中,可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口,由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作,由此测试抗电磁干扰能力等。
综上所述,单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面,单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧,提高效率,以便于发挥它更加广阔的用途。
参考文献:
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1990
[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京:高等教育出版社,1992
[3]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社,1996
[论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响,从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。
抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分,在研制综合自动化系统的过程中,如果不充分考虑可靠性问题,在强电场干扰下,很容易出现差错,使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误(误跳闸事故等),无法向站场和区间供电,影响铁路行车安全。
一、电磁干扰产生的原因及特点
(一)传导瞬变和高频干扰
1.由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变(配)电所二次侧进入远动终端设备,对设备正常运行产生干扰,严重还可损坏电路。2.由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰,电压幅值高,时间短、重复率高,相当于一连串脉冲群。3.铁路电力供电中,特别是现代高速铁路对电力要求都比较高,一般都是几路电源供电,母线投切转换比较频繁,振荡波出现的次数较多。
(二)场的干扰
1.正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种,特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2.由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3.变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程,也产生一定的磁场。4.无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰,铁路中继站通常会和通信站在一处,通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。
(三)对通信线路的干扰
1.铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站,再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心,遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号,由于变电所高低压进出线缆很多,远动终端受的干扰比较大。2.中继站一般距铁路都比较近,列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。
(四)继电器本身原因
继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号,或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。
二、干扰对电力远动系统的影响
无论交流电源供电还是直流供电,电源与干扰源之间耦合通道都相对较多,很容易影响到远动终端设备,包括要害的CPU;模拟量输入受干扰,可能会造成采样数据的错误,影响精度和计量的准确性,还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件;开关量输入、输出通道受干扰,可能会导致微机和远动终端判断错误,远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常,无法正常工作,还可能会导致远动终端程序受到破坏。
三、抗干扰设计分析
(一)屏蔽措施
1.高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装(屏蔽层)的电缆,电缆钢铠两端接地,这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2.在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器,也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3.在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容,可以有效抑制外部高频干扰。
(二)系统接地设计
1.一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备,合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行,对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量,设备接地处增加增加接地网络互接线,降低接地网中瞬变电位差,提高对二次设备的电磁兼容,减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地,安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时,遭受触电危险和保证设备安全,将设备外壳接地,接地线采用多股铜软线,导电性好、接地牢固可靠,安全接地网可以和一次设备的接地网相连;工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准,保证其可靠运行,防止地环流干扰。转贴于
3.由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料,本身也有屏蔽作用,将高低高柜都可靠接地。4.远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连,这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容,提高抗共模干扰的能力,可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。
(三)采取良好的隔离措施
1.为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器,电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合,隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离,分布电容小,可提高抗共模干扰的能力。2.电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等,开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3.信号电缆尽量避开电力电缆,在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4.采用光电耦合隔离,光电耦合器的输入阻抗很小,而干扰源内阻大,且输入/输出回路之间分布电容极小,绝缘电阻很大,因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去,能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。
(四)滤波器的设计
1.采用低通滤波去高次谐波。2.采用双端对称输入来抑制共模干扰,软件采用离散的采集方式,并选用相应的数字滤波技术。
(五)分散独立功能块供电,每个功能块均设单独的电压过载保护,不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏,也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合,大大提高供电的可靠性。
(六)数据采集抗干扰设计
1.在信息量采集时,取消专门的变送器屏柜,将变送器部分封装在RTU内,减少中间环节,这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2.遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号,并且还会产生尖脉冲信号,也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。
(七)过程通道抗干扰设计
(八)印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开;电源输入端跨接10~100μF的电解电容。
(九)控制状态位的干扰设计
(十)程序运行失常的抗干扰设计
(十一)单片机软件的抗干扰设计
(十二)对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管,特别是穿越其他电力电缆时,避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。
论文摘要:伴随时展,进入21世纪崭新工业控制领域,plc仍然能够引导自动化行业的发展,主要是由于在最初其采用计算机的设计思想和适应各种现场应用,随着电子事业的飞速发展,plc已经可以在各个领域去适应不同的客户要求。这就是plc的生命力,具有一个非常灵活的大脑和可以随时变化和更新的身体部件。
现代化工生产中,传统的手动操作已远远不能获得好的控制品质。目前,在电气控制领域,国内外普遍采用plc。特别是在高温高压、易燃易爆高危生产领域,plc以其在工业恶劣环境下仍能高可靠性工作,及抗干扰能力强的特点而获得更为广泛的使用。plc将电气、仪表、控制这三电集于一体,可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统,以适应各种工业控制的需要。由于plc是专为工业控制而设计的,其结构紧密、坚固、体积小巧,是实现机电一体化的理想控制设备。随着微电子技术的快速发展,plc的制造成本不断下降,而其功能却大大增强。在先进工业国家中plc已成为工业控制的标准设备,应用几乎覆盖了所有工业企业,日益跃居现代工业自动化三大支柱(plc,robot,cad/cam)的主导地位。
一、plc具有以下显着特点
1.极高的可靠性
由于工业生产的环境条件远比通用计算机所处的环境差,因此要求plc具有很强的抗干扰能力,并且应能在比较恶劣的运行环境中(如高温、过电压、强电磁干扰和高湿度等)长期可靠地运行。
2.使用方便
(1)操作方便:对plc的操作包括程序输入的操作和程序更改的操作。大多数plc采用编程器进行程序输入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根据所需的地址编号继电器编号或接点号进行搜索或顺序寻找,然后进行更改。
(2)编程方便:plc有梯形图、布尔助记符、功能表图多种程序控制设计语言可供使用。
(3)维修方便:当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可根据有关故障信号灯的指示和故障代码的显示,或通过编程器和crt屏幕的显示,很快地找到故障所在的部位,为迅速排除故障和修复节省了时间。
3.灵活性高
plc的灵活性表现在下列三方面。
(1)编程的灵活性:plc采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块图等,只要掌握其中一种语言就可进行编程。
(2)扩展的灵活性:plc根据应用的规模的不断扩展,它不仅可以通过增加输入、输出卡件增加点数,通过扩展单元来扩大容量和功能,也可通过多台plc的通信来扩大容量和功能。
(3)操作的灵活性:操作的灵活性指设计的工作量大大减少,编程的工作量和安装施工的工作量大大减少,操作十分灵活方便,监视和控制变得容易。
4.机电一体化
plc是专门为工业过程控制而设计的控制设备,它的体积大大减小,功能不断完善,抗干扰性能增强,机械和电气部件被有机地结合在一个设备内,把仪表电子和计算机的功能综合在一起。
二、plc应用中需要注意的问题
plc是一种用于工业生产自动化控制的设备,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。然而,尽管有如上所述的可靠性较高,抗干扰能力较强,但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证plc的正常运行。要提高plc控制系统可靠性,一方面要求plc生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题:
1.工作环境
(1)温度
plc要求环境温度在0~55oc,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大。
(2)湿度
为了保证plc的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
(3)震动
应使plc远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
(4)空气
避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将plc安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
(5)电源
plc对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中,可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。一般plc都有直流24v输出提供给输入端,当输入端使用外接直流电源时,应选用直流稳压电源。
2.控制系统中干扰及其来源
(1)干扰源及一般分类
影响plc控制系统的干扰源,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,其原因是电流改变产生磁场,对设备产生电磁辐射;磁场改变产生电流,电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差,共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这种共模干扰可为直流,亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
(2)plc系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰
plc系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。
柜内干扰
控制柜内的高压电器,大的电感性负载,混乱的布线都容易对plc造成一定程度的干扰。
来自信号线引入的干扰
与plc控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起i/o信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。
来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性(emc)的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使plc系统将无法正常工作。
来自plc系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
三、结束语
plc控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制抗干扰,才能够使plc控制系统正常工作。随着plc应用领域的不断拓宽,如何高效可靠的使用plc也成为其发展的重要因素。21世纪,plc会有更大的发展,产品的品种会更丰富、规格更齐全,plc作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
参考文献:
宫淑贞、王冬青、徐世许 ,可编程控制器原理及应用,北京:人民邮电出版社,2002